变工况气液段塞流诱导的柔性立管振动响应

摘要：

柔性立管广泛用于海洋油气输送,因管内气液两相流压力、密度等的时空变化,易激发立管的振动响应.针对水动力段塞流诱导的柔性立管振动响应问题,在气液两相流循环实验系统中开展了水动力段塞流诱导的悬链线型柔性立管模型振动响应测试,采用非介入高速摄像测试方法同步捕捉了柔性立管模型的振动位移与管内气液两相的流动特征.通过改变段塞流混合流速(0.8～3.0 m/s)和气液比(1.0～11.0),剖析了振幅与振频的时空分布、振动模态切换等振动特性与管内液塞长度、运移速度、流动频率间的内在联系.结果表明:柔性立管模型的振动主要由一阶模态主导,振动模态随时间发生切换,即存在时间上的模态切换,根据其特征,辨识了三种模态切换形式,对实验组次进行了分区.不同的模态切换形式与管内的段塞长度、段塞流动频率以及段塞在管内的分布有关.

关键词：流致振动、水动力段塞、柔性立管、模态切换、非介入测试

所属期刊栏目：36

分类号：TV131.2;P756.2(水利工程基础科学)

资助基金：国家自然科学基金;天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室开放课题

在线出版日期：2023-09-28（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1044-1053